示漏气体在收集室内扩散状态研究

示漏气体在收集室内的扩散状态对于确定非真空累积检漏法的工艺参数,特别是混合时间具有重要的作用。以基于Fluent的CFD仿真手段,将被检件的泄漏等效为收集室中心有个微小的体源泄漏,分别考察其在自由扩散以及强迫对流两种工况下的扩散状态。研究结果表明:氙气自由扩散的速度较慢,需要较长的混合时间;在强迫对流的工况下,气体的扩散状态完全取决于风机的流场;强迫对流会在较短的时间内使得收集室内的气体达到均匀。此结论可以为非真空累积检漏法的具体实施提供一定的技术支撑。     

渗透率对柔性收集室检漏测试结果的影响分析

柔性收集室检漏技术是氦质谱非真空积累检漏技术的一个重要分支,因此研究柔性收集室检漏技术具有重要的工程实际意义.本文首先以柔性收集室中的氦气分压为研究变量,通过建立和求解常微分方程定量得到了氦气分压随时间变化的数学解析解.其次,通过比较渗透情形与理想情形,得到了采用柔性收集室而导致的测试相对误差与时间之间的数学关系,并结合具体两例讨论了渗透系数对检漏测试结果的影响.研究结果表明:测试结果的相对误差与被测件的泄漏率、累积时间、材料的渗透系数、有效容积均相关.本文的研究结论可以为柔性收集室的工程应用提供理论依据.     

航天器舱体差压检漏系统研究

传统的差压检漏系统要求基准件和被检件大小、材料和形状都完全相同.所以其应用范围受到了很大限制.为了满足新型航天器舱体总漏率测试要求,本文研究了一种非对称基准物差压检系统,推导了差压检漏的温度补偿公式,并利用高精度的温度计和差压计进行了原理实验.实验结果表明,该差压检漏系统满足新型航天器舱体总漏率测试要求.     

基于质谱分析的航天器工质原位检漏技术研究

航天器推进系统、热控系统、环控系统及流体回路系统有严格的泄漏指标要求,基于质谱分析的检漏方法存在本底信号干扰及重复性较差等难点,建立了工质原位检漏方法的理论模型,分析了质谱室直接进样与分流进样的特点,确定了分流进样的技术方案;通过试验,获得了大气环境取样条件下质谱室工作压力与本底信号的关系;同时,通过氦气、氪气、氙气等标准漏孔重复性试验获得了工质气体校准系数与本底信号的关系,并验证了系统检漏灵敏度满足航天器检漏要求。     

温度对石墨烯真空标准漏孔漏率的影响研究

石墨烯真空标准漏孔是基于石墨烯衍生材料研制的新型真空标准漏孔,其漏率下限低于一般的石英渗氦型标准漏孔,可用于超灵敏度检漏系统的校准。基于石墨烯的材料特性,石墨烯真空标准漏孔的漏率会随温度变化。本文针对温度对石墨烯真空标准漏孔漏率的影响进行了研究,通过测量漏孔在不同温度环境下的漏率,得到该种漏孔的温度系数与变化规律。研究结果表明,石墨烯真空标准漏孔的漏率随温度呈线性变化,且温度系数低于2.5%/℃。     

航天器氦质谱真空容器总漏率检测的灵敏度及可信度探讨

依据航天器氦质谱真空容器总漏率检测原理,讨论了检漏仪和真空容器直接相连、同真空容器主真空泵并联、在前级泵和主真空泵间等连接方式,逐项研究了总漏率测试的最小可检漏率、反应时间,分析各种连接方式的应用特点,认为对大型航天器氦质谱真空容器检漏系统,检漏仪连接在前级泵和主泵之间可得到较好的灵敏度和反应时间.通过测量不确定度的分析与评定,确定一般航天器氦质谱真空容器总漏率检测的相对标准不确定度小于10％.     

星上设备安装姿态高精度自动测量系统设计

为了满足高分辨率对地观测卫星上设备安装姿态高精度测量的需求,设计了一种由二维龙门导轨、精密转台和CCD成像辅助自准直经纬仪构成的高精度自动姿态测量系统。该系统采用了多传感器数据融合的高精度测量算法,融合了自准直经纬仪的俯仰角、偏航角数据,精密转台的数据以及CCD图像数据,可以精确计算出远间距异面直线间的夹角。同时基于理论安装数据驱动的经纬仪自动定位方法,可以实现经纬仪沿导轨自动定位到最佳准直位置和朝向,再通过局部图像识别可以搜索出立方镜镜面法线的指向,最终实现精确准直。试验中,通过测量标准17面棱体与标准值比对,得到最大偏差为4.1",标准差为3.3";通过对模拟卫星上的立方镜进行搜索,可以实现自动化测量。该系统已经在我国高分二号卫星总装测试中进行了应用,保障了高分二号卫星的装配检测精度。     

石墨烯基薄膜在真空检漏中的潜在应用

针对超灵敏检漏系统中缺乏与漏率匹配的极小漏率标准漏孔的问题,基于无缺陷石墨烯对气体分子的不渗透性,提出使用石墨烯基薄膜作为漏孔元件新型材料的思路,并对多孔石墨烯薄膜的制备和机械强度进行了讨论,同时介绍了本课题组对氧化石墨烯薄膜渗透性的研究成果,为石墨烯基薄膜作为标准漏孔新型材料提供指导.     

多孔石墨烯渗氦仿真研究

多孔石墨烯膜具有渗透率易于调节、稳定性好等特点,可以实现可控纳米渗透元件来作为真空检漏中的标准漏孔材料。本文采用MD模拟进行单层多孔石墨烯渗氦仿真,得到不同方向、大小、形状多孔石墨烯渗氦参数。仿真模拟表明:各方向上石墨烯缺陷缺失碳环数和渗氦率近似可呈线性关系,且各项斜率近似相等;石墨烯缺陷缺失碳环数较少时,不同形状石墨烯缺陷的渗氦率相近,缺陷缺失碳环数较多时需通过对势垒降低的计算和模拟得到渗透增量,进而利用小孔渗透率可以推算大孔渗透率。仿真结果表明多孔石墨烯作为标准漏孔渗透材料的可控性,对渗透实验具有指导意义。     

航天器电推进系统氙气工质充装特性模型与评估

氙气充装特性计算与评估是航天器电推进系统应用的关键因素之一, 通过试验及应用国内外试验数据库, 建立了氙气工质全区域修正性的经典热力学状态方程、经验方程及多参数方程, 比较分析了三种不同计算模型在单相区、临界区及超临界区与试验数据的偏差, 新建立Helmholtz方程计算的压力密度, 与试验数据比较, 该模型比NIST方程有更高的精度, 通过比较分析验证了计算模型的正确性与高精度, 完全能满足电推进系统氙气工质充装特性数值模拟与预估的要求。